【文章內(nèi)容簡介】 籃 電機(jī)吊籃入口光電傳感器河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 共 29 頁 其中 升降機(jī) 出口輸送帶采用工業(yè)輸送帶，生產(chǎn)線輸送帶采用皮帶式輸送帶，加置皮帶張緊裝置，出口輸送帶可以根據(jù)需要正反轉(zhuǎn)。而 升降機(jī) 轎箱吊籃內(nèi)送輥道式輸送帶則與 升降機(jī) 升降機(jī)構(gòu)組合，在各樓層之間上下運(yùn)動(dòng)，輸送貨物。 升降機(jī) 的機(jī)械升降機(jī)構(gòu)由升降電機(jī)，電動(dòng)抱閘，鏈條和升降部分組成。 圖 2－ 4 是 升降機(jī) 升降機(jī)構(gòu)與 升降機(jī) 井架的組合。 圖 2－ 4 在自動(dòng) 升降機(jī) 吊籃內(nèi)，吊籃輸送機(jī)構(gòu)與 升降機(jī) 升降機(jī)構(gòu)的組合如圖 2－ 5 所示 對(duì)重裝置未畫出 升降動(dòng)輪下部定輪電動(dòng)抱閘上部定輪升降機(jī)構(gòu)升降 電機(jī)遮光板河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 29 頁 電動(dòng)抱閘遮光板吊籃入口光電傳感器吊籃 電機(jī)吊籃內(nèi)部光電傳感器反光板反光板升降機(jī)構(gòu)升降動(dòng)輪下部定輪上部定輪升降 電機(jī)遮光板 圖 2－ 5 自動(dòng) 升降機(jī) 吊籃輸送機(jī)構(gòu)和 1F 入口傳送帶的組合如圖 2－ 6 所示。 對(duì)重裝置未畫出 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 共 29 頁 圖 2－ 6 對(duì)重裝置未畫出 電動(dòng)抱閘吊籃 電機(jī)反光板反光板升降機(jī)構(gòu)升降動(dòng)輪下部定輪上部定輪升降 電機(jī)生產(chǎn)線啟動(dòng)使能信號(hào)生產(chǎn)線光電傳感器樓生產(chǎn)線傳送帶 電機(jī) 反光板 樓車間生產(chǎn)流水線傳送帶流動(dòng)方向樓入口電機(jī) 反光板流動(dòng)方向反光板樓出口電機(jī)樓出口光電傳感器流動(dòng)方向流動(dòng)方向樓車間生產(chǎn)流水線傳送帶樓生產(chǎn)線傳送帶 電機(jī)遮光板反光板遮光板河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 共 29 頁 自動(dòng) 升降機(jī) 吊籃輸送機(jī)構(gòu)和 2F 出口傳送帶的組合如圖 2－ 7 所示。 圖 2－ 7 電動(dòng)抱閘反光板遮光板遮光板反光板樓生產(chǎn)線傳送帶 電機(jī) 樓車間生產(chǎn)流水線傳送帶流動(dòng)方向流動(dòng)方向樓出口光電傳感器樓出口電機(jī) 反光板流動(dòng)方向反光板樓入口電機(jī)流動(dòng)方向樓車間生產(chǎn)流水線傳送帶反光板樓生產(chǎn)線傳送帶 電機(jī)生產(chǎn)線光電傳感器生產(chǎn)線啟動(dòng)使能信號(hào)升降 電機(jī)上部定輪下部定輪升降動(dòng)輪升降機(jī)構(gòu)反光板反光板吊籃 電機(jī)河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁 共 29 頁 第三章 自動(dòng)升降系統(tǒng)概述 自動(dòng) 升降機(jī) 的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成： 可以根據(jù)生產(chǎn)線的實(shí)際情況，來設(shè)計(jì)上述各輸送帶和 升降機(jī) 升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率大小。本設(shè)計(jì)中采用 升降機(jī) 輸 入口，升降機(jī) 輸出口和吊籃電機(jī)都為 的三相交流鼠籠式電機(jī)，設(shè)計(jì) 升降機(jī) 升降機(jī)構(gòu)電機(jī)為 三相交流鼠籠式電機(jī)。各個(gè)電機(jī)功率可以根據(jù)實(shí)際的情況來設(shè)計(jì)，但在設(shè)計(jì) 升降機(jī) 入口， 升降機(jī) 出口和吊籃內(nèi)輸送帶電機(jī)時(shí)，要求將這三處的輸送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率設(shè)計(jì)為一樣大小。這樣設(shè)計(jì)的目的在于，因?yàn)?升降機(jī) 在一二樓之間來回運(yùn)動(dòng)運(yùn)送產(chǎn)品，但一二樓的入口傳送帶和出口傳送帶的工作狀態(tài)為二選一。即當(dāng)其中一個(gè)輸送帶的電機(jī)處于工作狀態(tài)下，另外一臺(tái)電機(jī)則處于停止的狀態(tài)。這樣就可以使用一臺(tái)變頻器來驅(qū)動(dòng)多個(gè)樓層 升降機(jī) 入口或出口的輸送電機(jī)，以達(dá)到 減少硬件設(shè)備的投入。吊籃內(nèi)輸送帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和變頻器的功率盡量選擇和 升降機(jī) 出入口輸送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)同等功率，這樣做的目的在于減少變頻器和輸送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)的型號(hào)差別，方便設(shè)計(jì)，同時(shí)也方便安裝、調(diào)試和以后的設(shè)備檢修與維護(hù)。 升降機(jī) 升降機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和變頻器的功率容量根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量、升降機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率和安全系數(shù)來確定。所有 升降機(jī) 上使用的變頻器選用西門子 MM420 系列通用型變頻器。 升降機(jī) 變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3－ 1 所示。 圖 3－ 1 圖 3－ 1 中 1＃、 2＃和 3＃為西門子 MM420 系列變頻器，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ分別為自動(dòng) 升降機(jī) 1 樓入口輸送帶電機(jī)、二樓出口輸送帶電機(jī)、轎箱吊籃輸送帶電機(jī)和升降機(jī)構(gòu)電機(jī)。 PLC 為西門子 S7200 226CPU， 1～ 12 為交流接觸器。所有的變頻器和2 3 1 PLC Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 共 29 頁 交流接觸器工作狀態(tài)都由 PLC 集中控制完成，同時(shí)為了避免工頻正反轉(zhuǎn)輸出時(shí)發(fā)生短路事故，在工頻正反轉(zhuǎn)輸出的交流接觸器上實(shí)施電氣和機(jī)械互鎖的安全措施。為了避免變頻器輸出時(shí)和工頻輸出短接，或者為了避免 1＃變頻器輸出時(shí)Ⅰ和Ⅱ電機(jī)同時(shí)的電，在各個(gè)交流接觸器之間加設(shè)電氣互鎖和必 要得機(jī)械互鎖。當(dāng) 升降機(jī) 處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，當(dāng) 升降機(jī) 在 1 樓時(shí)由 1＃變頻器向電機(jī)Ⅰ提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，可以是正轉(zhuǎn)也可以是反轉(zhuǎn)。當(dāng) 升降機(jī) 在二樓時(shí)由 1＃變頻器向電機(jī)Ⅱ提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，可以是正轉(zhuǎn)也可以是反轉(zhuǎn)。 2＃變頻器向Ⅲ電機(jī)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，當(dāng) 升降機(jī) 在一樓時(shí)正轉(zhuǎn)，在二樓時(shí)反轉(zhuǎn)。 3＃變頻器向Ⅳ電機(jī)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，當(dāng) 升降機(jī) 上升時(shí)正轉(zhuǎn)，下降時(shí)反轉(zhuǎn)。 交流接觸器的的互鎖狀態(tài)如下： 交流接觸器 2 機(jī)械＋電氣互鎖，交流接觸器 4 機(jī)械＋電氣互鎖，交流接觸器 6 機(jī)械＋電氣互鎖，交流接觸器 9 機(jī)械＋電氣互鎖，交流接觸器 1 12 機(jī)械＋電 氣互鎖。同時(shí)交流接觸器組 2 和交流接觸器組 6 電氣互鎖，交流接觸器 6 電氣互鎖，交流接觸器 5 電氣互鎖，交流接觸器 7 和交流接觸器組 9 電氣互鎖，交流接觸器 10 和交流接觸器組 112 電氣互鎖。詳細(xì)的互鎖組合和互鎖意義如表 2－ 1 所示。 第一組 交流接觸器 第二組 交流接觸器 互鎖狀態(tài) 注釋 含義 1 2 機(jī)械＋電氣互鎖 防止工頻正反轉(zhuǎn)短路 二選一 3 4 機(jī)械＋電氣互鎖 防止工頻變頻同時(shí)接通 二選一 5 6 機(jī)械＋電氣互鎖 防止工頻變頻同時(shí)接通 二選一 8 9 機(jī)械＋電氣互鎖 防止工頻正反 轉(zhuǎn)短路 二選一 11 12 機(jī)械＋電氣互鎖 防止工頻正反轉(zhuǎn)短路 二選一 2 6 電氣互鎖 防止工頻變頻同時(shí)接通 四選一 7 9 電氣互鎖 防止工頻變頻同時(shí)接通 三選一 10 1 12 電氣互鎖 防止工頻變頻同時(shí)接通 三選一 3 6 電氣互鎖 防止變頻同時(shí)接通 二選一 4 5 電氣互鎖 防止工頻同時(shí)接通 二選一 表 3－ 1 圖 3－ 1 中交流接觸器 4 的組合目的為了當(dāng) 1＃變頻器發(fā)生故障時(shí)或者設(shè)備處于檢修狀態(tài)時(shí)，可以通過工頻驅(qū)動(dòng)的方式應(yīng)急運(yùn)行電動(dòng)機(jī)Ⅰ，而且保留了電機(jī)Ⅰ的正反轉(zhuǎn)功 能。同理交流接觸器 6 的組合，交流接觸器 9 的組合，交流接觸器 1 12 的組合目的是為了能夠?qū)崿F(xiàn)工頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ正反轉(zhuǎn)。 自動(dòng) 升降機(jī) 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成： 自動(dòng) 升降機(jī) 的工作狀態(tài)分為自動(dòng)狀態(tài)和維修工作狀態(tài)，這兩種工作狀態(tài)互相獨(dú)立、彼此分開，目的在于確?？刂苹芈返妮敵龅奈ㄒ恍裕苊獍l(fā)生類似雙線圈輸出的情況，杜絕事故的發(fā)生。 整個(gè) 升降機(jī) 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成由核心控制元件 PLC、空氣開關(guān)、電機(jī)馬達(dá)開關(guān)、交流接觸器、觸摸屏、開關(guān)、按鈕、指示燈、報(bào)警器和外部光電傳感器等元部件組成。其中由面 板旋鈕開關(guān)或帶鎖的鑰匙旋鈕開關(guān)選擇整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，通過狀態(tài)安全繼電器的得電或失電來區(qū)分自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行的輸出電源的通和斷。這樣就使得系統(tǒng)只有在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí) PLC的輸出端子才有輸出電壓，當(dāng)系統(tǒng)在手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)， PLC 輸出端子上無輸出電壓。馬達(dá)開關(guān)作用為當(dāng)系統(tǒng)指令電機(jī)以工頻方式工作時(shí)，起到保護(hù)電機(jī)的作用。人機(jī)界面能夠方便操作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作和監(jiān)控，同時(shí)實(shí)時(shí)顯示設(shè)備工作狀態(tài)，記錄生河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 共 29 頁 產(chǎn)產(chǎn)量和班產(chǎn)批次等歷史數(shù)據(jù)。報(bào)警燈由多級(jí)柱裝燈塔組成，不同顏色代表不同意義。設(shè)備外部設(shè)有多個(gè)光電傳感器，向 PLC傳輸外部 狀態(tài)信號(hào)，指示自動(dòng) 升降機(jī) 的工作狀態(tài)。自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的安全部分的緊急停止按鈕擁有最高的設(shè)備輸出中止權(quán)，即無論在手動(dòng)還是自動(dòng)狀態(tài)下，只要緊停按鈕被按下，設(shè)備都會(huì)立即停止任何動(dòng)作。 升降機(jī) 井除了在高處和低處安裝了感應(yīng) 升降機(jī) 吊籃位置的光電傳感器，還在井架極限高位和極限低位安裝了機(jī)械式的行程限位開關(guān)，確保 升降機(jī) 轎箱不發(fā)生沖頂和撞底的事故。在 1 樓 升降機(jī) 進(jìn)口輸送帶和 2 樓 升降機(jī) 出口輸送帶上分別安裝有 1 個(gè)光電傳感器，用來檢測(cè)運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品。在轎箱吊籃內(nèi)輸送帶上安裝有 2 個(gè)光電傳感器，用來檢測(cè)運(yùn)輸產(chǎn)品的進(jìn)出情況。 由于生產(chǎn)線的情況決 定了在自動(dòng) 升降機(jī) 的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中需要設(shè)立主控制柜，和現(xiàn)場(chǎng)分控制箱。在主控制柜內(nèi)安裝所有空開，馬達(dá)開關(guān)， PLC，觸摸屏，塔式報(bào)警燈等元?dú)饧?，在現(xiàn)場(chǎng)分控制箱上安裝自動(dòng)狀態(tài)系統(tǒng)停止旋鈕開關(guān)。手動(dòng)檢修操作盒采用移動(dòng)式手持盒，所有手動(dòng)按鈕相互連鎖，并且都為點(diǎn)動(dòng)按鈕。圖 3－ 2 為主控制柜面板布置。 圖 3－ 2 圖 3－ 3 為現(xiàn)場(chǎng)控制箱面板布置。 鑰匙旋鈕開關(guān) ⅡⅢ ⅠT o u c h W in電壓電源電源開關(guān) 電壓檢測(cè)系統(tǒng)啟動(dòng) 系統(tǒng)啟動(dòng) 系統(tǒng)